高密度陶瓷芯板通孔互连及PCB压合集成工艺流程

随着微电子封装产业快速发展，电子封装技术正朝小型化、高密度、多功率和高可靠性方向演进。本文介绍一种超薄高密度多层互联陶瓷基板的制作方法，以获得散热性能好、集成密度高的陶瓷基板。工艺流程如下：双层陶瓷芯板制备。陶瓷基片可选用氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍等材料，具体应结合电性能、热导率、力学强度及工艺兼容性选择；其中氧化铍陶瓷需按相关毒性防护要求处理。

详细的工艺流程图：

① 激光打孔：针对高强度陶瓷基片（如抗弯强度大于700 MPa的氮化硅陶瓷），采用光纤激光钻孔形成正背面贯通的微孔；激光参数需根据材料种类和孔径要求优化，以控制孔壁质量、锥度和微裂纹。

② 磁控溅射：采用真空磁控溅射进行陶瓷表面金属化，在陶瓷基片表面及孔壁依次沉积Ti/Cu种子层，为后续电镀提供导电基础。

③ 电镀填孔：对已形成种子层的陶瓷基片进行电镀填通孔及面铜加厚，目标实现导通孔填实形成铜柱互连。

④ 研磨/蚀刻/褪钛：对电镀后的基板进行机械研磨，使铜面平整；经压干膜、曝光、显影完成第一次图形转移；蚀刻去除线路隔离区铜层以实现减铜，并使用褪钛液选择性去除暴露的Ti种子层，得到双层陶瓷芯板。

⑤ 检测/棕化：陶瓷芯板经AOI和电测全检后，进行棕化处理，以改善后续压合结合力。

⑥ 压合：通过层压方式将PP+铜箔或FPC与陶瓷芯板压合在一起。

⑦ Mark点揭盖：根据芯板设计在Mark区域使用激光去除外层铜和PP，露出内层Mark点，供后续对位使用。

⑧ 镭射盲孔：利用芯板Mark点对位，采用激光加工内外层间盲孔通道；随后通过化学沉铜在盲孔壁形成种子铜层，并以板电加厚。

⑨ 填盲孔电镀：通过电镀将盲孔通道填实，同时加厚基板面铜。

⑩ 研磨/蚀刻：对电镀后的基板铜面进行研磨平整，完成第二次图形转移，蚀刻形成线路图形。重复上述⑤~⑩工序，可制作更多层线路。

控深开槽：采用皮秒激光控深去除绝缘介质，露出陶瓷芯板焊盘，用于焊接大功率芯片；背面散热焊盘可采用同样开槽工艺，或通过阵列布置密集盲孔形成散热通道。

产品叠构示意图见△。

说明：上述流程为示例性工艺路线，实际量产需根据陶瓷材料、线宽/孔径、介质材料及可靠性要求优化工艺参数并完成验证。